Bài tiểu luận về phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (172.04 KB, 18 trang )
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
I. TỔNG QUAN
1.
GIỚI THIỆU CHUNG
Cà phê là một thức uống truyền thống, được ưa chuộng tại nhiều quốc gia khác
nhau. Hương vò của cà phê là một trong những vấn đề phức tạp nhất của các nhà hoá học
thực phẩm và hương liệu. Các kết quả nghiên cứu được công bố từ năm 1967 đến nay cho
thấy hương thơm của cà phê được tạo thành bởi trên 800 hợp chất khác nhau. Trong thực
tế sản xuất, hương vò độc đáo của cà phê có thể nhận được nhờ vào kó thuật phối trộn các
loại cà phê khác nhau và kó thuật chế biến, đặc biệt là trong quá trình rang và trích li cà
phê.
Trong chế biến cà phê để tạo mùi vò thì rang là khâu quan trọng nhất. Cà phê được
rang đúng thì sẽ có màu nâu, với nhiều cấp độ tối khác nhau, nhưng không được là màu
đen. Nếu chưa rang tới thì cà phê sẽ kém màu, mùi thô, vò se. Nếu rang cháy thì nó sẽ bò
đen, đắng và không ngon.
Để cải thiện màu sắc và mùi vò đem lại giá trò cảm quan cao, trong sản xuất người
ta thường bổ sung những chất độn và phụ gia thích hợp.
2.
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ [3]
Trong sản xuất, cà phê rang xay thường được làm theo quy trình chế biến sau:
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 1
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Cà phê nhân
Phân loại
Rang
Xay
Phối trộn
Đóng gói
Cà phê
rang xay
Việc bổ sung phụ gia sẽ được tiến hành ở quá trình rang, xay, phối trộn.
Quá trình rang tẩm cà phê là một công đoạn phức tạp, đòi hỏi sự vận hành thiết bò
tốn kém, khả năng khống chế tốt các yếu tố kó thuật cũng như việc bổ sung rất nhiều phụ
gia trong và sau khi rang.
Quá trình rang cà phê là quá trình quan trọng quyết đònh chất lượng của cà phê cả
về mùi vò lẫn màu sắc. Thường rang ở nhiệt độ 180 – 240 0C trong 12 – 40 phút, điều này
phụ thuộc vào thiết bò và mức độ rang. Quá trình này giải phóng hơn 600 hợp chất trong
nhân tạo hương vò cho cà phê.
Quá trình rang ta có thể cho thêm mật đường, nước mắm, bơ, sữa…
Quá trình xay có thể cho thêm hương cà phê, caramen…
Quá trình phối trộn có thể cho thêm những chất độn như đậu nành, nhân hạt điều,
lạc…
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 2
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
II. CÁC PHẢN ỨNG TẠO MÀU, MÙI TRONG CHẾ BIẾN CÀ PHÊ
RANG XAY [4]
Trong quá trình rang xay cà phê, ở nhiệt độ cao: protein, glucid, lipid, chloragenic
acid bò cắt mạch, bò decarboxyl, deamin, dehydro … tạo thành các polypeptide, amino acid,
đường đơn giản, đường khử, acid béo, phenol …
Những hợp chất tạo thành này cùng với các chất có sẵn trong nhân cà phê tham gia
vào các phản ứng caramel, maillard… Sản phẩm cuối là một loạt hợp chất vô cơ, vô cơ
tương hỗ với nhau tổng hợp nên màu nâu sẫm, vò đắng độc đáo, hương thơm đặc trưng của
cà phê.
1.
PHẢN ỨNG TẠO MÀU
Các phản ứng tạo màu là những phản ứng oxy hóa và những phản ứng khác có
enzyme xúc tác hoặc không có ezyme xúc tác. Đó là phản ứng trùng hợp hóa các phẩm
vật oxy hóa của polyphenol và phản ứng bisflavonoic với axitamin. Chúng gồm có :
-
Phản ứng giữa đường và axitamin.
-
Phản ứng dehydrate hóa các đường hay là phản ứng caramen hóa.
-
Phản ứng phân huỷ axit ascorbic, axit linoleic, axit maleic, axit tartaric và
một số chất hữu cơ khác.
-
Phản ứng oxy hóa các hợp chất của sắt và tạo thành phức có màu.
-
Phản ứng tạo nên các sulfua kim loại có màu.
1.1.
Phản ứng Caramel
Phản ứng xảy ra mạnh mẽ ở nhiệt độ nóng chảy của đường. Chẳng hạn với glucose
ở 146 – 1500C, fructose ở 95 – 100 0C, saccharose ở 160 – 1800C, lactose 223 – 252 0C. Tuy
nhiên, phụ thuộc vào nồng độ đường, thành phần pH của môi trường, thời gian đun nóng…
người ta vẫn tìm thấy các sản phẩm của sự caramen ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng
chảy của đường. Ví dụ, saccharose có thể bắt đầu biến đổi ngay khi ở nhiệt độ 135 0C.
Giai đoạn đầu của phản ứng tạo nên các anhydric của glucose, fructose, saccharose
như glucozan, fructozan, saccharozan là những hợp chất không màu. Sau đó, bên cạnh sự
dehydrat hoá còn xảy ra sự trùng hợp hoá các đường đã được dehydrat hoá để tạo thành
các phẩm vật có màu nâu vàng.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 3
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Chẳng hạn, với saccharose, sơ đồ phản ứng caramen hoá như sau:
C12H22O11 - H2O → C6H10O5 + C6H10O5
saccharose
glucozan levulozan
Đến 185 – 1900C sẽ tạo thành isosaccharozan:
glucozan + levulozan → isosaccharozan
C6H10O5 + C6H10O5 → C12H20O10
Khi ở nhiệt độ cao hơn sẽ mất đi 10% nước và tạo thành caramelan (C 12H18O9 hoặc
C24H36O18) có màu vàng:
(2)C12H20O10 – (2)H20 → C12H18O9 (C24H36O18)
isosaccharozan
caramelan
Khi mất đi 14% nước sẽ tạo thành caramelen:
C12H20O10 + C24H36O18 – 3H20 → C36H48O24.H20
Và khi mất đi 25% nước sẽ tạo thành caramelin có màu nâu đen.
Tất cả các sản phẩm Caramen hoá đều có vò đắng.
1.2.
Phản ứng melanoidin
Phản ứng ozamin, cacbonylamin, aminoza hay phản ứng melanoidin là phản ứng có
vai trò đặc biệt quan trọng trong kỹ thuật sản xuất thực phẩm. Các hợp phần tham gia
phản ứng là protein (hoặc các sản phẩm phân giải chúng) và gluxit.
Điều kiện để phản ứng xảy ra được là các chất tham gia phản ứng phải có nhóm
cacbonyl. Khác với phản ứng caramen hóa, phản ứng ozamin đòi hỏi năng lượng hoạt hóa
bé hơn nhưng để tiến hành phản ứng bắt buộc trong môi trường phải có nhóm amin hoặc
ammoniac. Theo Hodge, phản ứng tạo melanoidin bao gồm một loạt các phản ứng xảy ra
song song hoặc nối tiếp nhau. Dựa vào mức độ về màu sắc của sản phẩm có thể chia
thành 3 giai đoạn kế tiếp nhau.
-
Giai đoạn đầu: Sản phẩm của giai đoạn đầu không màu và không hấp thụ
ánh sáng cực tím. Giai đoạn này bao gồm 2 phản ứng: phản ứng ngưng tụ cacbonylamin và
phản ứng chuyển vò Amadori.
-
Giai đoạn hai: Sản phẩm của giai đọan thứ hai không màu hoặc có màu
vàng, nhưng hấp thụ mạnh ánh sáng cực tím. Giai đọan này bao gồm phản ứng khử nước
của đường, phân hủy đường và các hợp chất amin.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 4
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Giai đoạn cuối: Sản phẩm của giai đoạn cuối có màu đậm. Giai đoạn này
gồm có phản ứng ngưng tụ aldol, trùng hợp hóa aldehitamin và tạo thành hợp chất dò vòng
chứa nitơ.
Thực tế trong hỗn hợp phản ứng có chứa đồng thời tất cả các sản phẩm, nhưng tỉ
lượng của sản phẩm này hay sản phẩm khác chiếm ưu thế là phụ thuộc mức độ tiến hành
của phản ứng.
Các giai đoạn của phản ứng tạo melanoidin
Giai đọan đầu:
Giai đoạn đầu tiên của sự tạo thành melanoidin là sự ngưng tụ đường với acid
amin.
O
O
C
H
H
OH + H
C
H
COOH
N
C
H
R'
H
R''
C
hợp chất amin
R''
C
NH
R'
H
đường
COOH
C
H
phức đường amin
Phức đường amin được tạo thành không màu và không có tính chất nào của
melanoidin cả.
Khi ở nhiệt độ cao thì phức đường amin bò đồng phân hóa hay người ta gọi là bò
chuyển vò nội phân Amadori. Kết quả là giữa nguyên tử cacbon thứ nhất và thứ hai phát
sinh ra nối kép và tạo thành 1 – amin – 1 – dezoxy – 2 – xetoza.
C
O
H
H
C
H
COOH
N
C
R'
R''
R'
H
phức đường amin
O
H
H
COOH
C
C
N
CH
R''
H
1 - amin - 1 - dezoxy -2 - xetoza
COOH
OH
R'
C
CH
NH
CH
R''
dạng enol của 1 - amin - 1 - dezoxy - 2 - xetoza
Sản phẩm của sự chuyển vò Amadori là hợp chất có khả năng phản ứng và là chất
khởi đầu để tạo thành polyme có màu sẫm gọi là melanoidin.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 5
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Giai đoạn trung gian:
giai đoạn này xảy ra sự khử nước của 1 – amin – 1 – dezoxy – 2 – xetoza tạo
thành các sản phẩm phân li khác nhau. Phụ thuộc vào điều kiện của môi trường và nhiệt
độ mà giai đoạn trung gian có thể tiến hành bằng một vài con đường. Có 4 con đường cơ
bản:
+ Sự tạo thành furfurol hoặc hydroxymetylfurfurol là một trong những con đường
khử nước của dezoxyxetoza.
+ Một con đường khác (của sự khử nước dezoxyxetoza) là tạo thành reducton mạch
hở.
+ Con đường thứ ba là phân hủy hợp phần đường để tạo thành aldehit, axeton,
diaxetyl.
+ Con đường thứ tư là tạo thành ozon.
Giai đoạn cuối cùng:
Giai đoạn cuối cùng này bao gồm rất nhiều phản ứng phức tạp. Có thể chia thành
hai kiểu phản ứng:
+ phản ứng ngưng tụ aldol với sự tạo thành polyme màu nâu không chứa nitơ.
+ phản ứng trùng hợp hóa aldehitamin với sự tạo thành các hợp chất nitơ dò vòng.
Sự ngưng tụ aldehit axetic có thể cũng là ví dụ về ngưng tụ aldol:
O
H3C
C
+
H
aldehit axetic
OH
O
H2CH
C
H3C
H
aldehit axetic
H2
C
CH
O
C
H
aldol
Sự trùng hợp hóa và oxy hóa đồng thời các aldehit aminoaxetic dẫn đến tạo thành
pirazin.
CH2
N
CHO
NH2
+
CHO
CH2
NH2
+O2
+
3H2O
N
pirazin
Pirazin có mùi dễ chòu nhưng yếu, hòa tan trong nước.
Khi trùng hợp hóa dehydroreducton với amoniac và aldehit sẽ tạo thành hợp chất
phức tạp có chứa vòng imidazol:
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 6
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------R
C
N
NH3
R
C
O
+
R'' CHO
R'
C
C
R'' +
3H2O
O
R'
C
N
NH3
H
Imidazol dẫn xuất
Ngoài những hợp chất đã kể, do kết quả của phản ứng ngưng tụ aldehit, piridin và
pirol cũng có thể được tạo thành.
Sự ngưng tụ aldol chỉ tiến hành được khi caramel hóa dung dòch đường thuần khiết.
Khi có mặt các hợp chất amin mặc dầu chỉ là vết cũng xảy r a đồng thời cả hai kiểu phản
ứng.
Giai đoạn cuối cùng của phản ứng melanoidin sẽ tạo nên đầu tiên là các polyme
không no hòa tan được trong nước, sau đến là các polyme không no và không hòa tan được
trong nước, nhưng đều có màu đậm và có cùng tên gọi chung là melanoidin.
Các melanoidin hấp thụ mạnh tia cực tím ( λ < 220 nm), không khử được dung dòch
Feling, nhưng khử được iot và 2,6 – diclophenolindophenol. Khả năng hòa tan của
melanoidin phụ thuộc vào nhiệt độ mà phản ứng tiến hành.
Khi nhiệt độ cao thì quá trình xảy ra mãnh liệt hơn nhưng melanoidin tạo thành có
hương thơm kém hơn và ít hòa tan trong nước hơn. Các melanoidin không hòa tan về tính
chất thì gần giống với humin.
Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng melanoidin: cường độ sẫm màu của phản
ứng phụ thuộc vào bản chất của acid amin, bản chất của đường, nồng độ chất khô nói
chung trong dung dòch, nhiệt độ, pH và một số yếu tố khác.
Ví dụ, acid amin có thể xem như là một chất xúc tác ở trong giai đoạn đầu, còn
tham gia phản ứng tạo aldehit và giải phóng NH 3, từ đó NH3 tham gia tương tác với đường
và tạo ra melanoidin. Bản chất của đường ảnh hưởng đến cường độ của phản ứng, cụ thể
glucose phản ứng mãnh liệt hơn cả sau đó mới đến galactose và lactose. Nồng độ chất tác
dụng càng cao, lượng nước càng ít thì sự tạo thành melanoidin càng mạnh. Nhiệt độ tăng
thì vận tốc phản ứng tăng và ở các nhiệt độ khác nhau, các sản phẩm tạo thành cũng khác
nhau. pH để phản ứng xảy ra khá rộng, tuy nhiên trong môi trường kiềm phản ứng nhanh
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 7
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------hơn. Các chất như dimedon, hydroxylamin, bisulfit… có tính kìm hãm phản ứng
melanoidin, ngược lại, acid lactic, dung dòch đệm phosphat… sẽ làm tăng tốc phản ứng…
Tóm lại, phản ứng melanoidin rất phổ biến trong mọi sản phẩm thực phẩm có liên
quan đến gia nhiệt và thời gian bảo quản dài.
1.3.
Phản ứng oxy hóa polyphenol
Phản ứng tạo màu do oxy hóa các polyphenol có enzyme và không có enzyme
tham dự. Người ta cũng gọi là phản ứng sẫm màu do enzyme.
Hợp chất phenol là những chất mà phân tử có chứa vòng benzen, trong đó có một,
hai hoặc nhiều hơn hai nhóm polyphenol. Dựa vào đặc trưng của “bộ xương” carbon, các
hợp chất phenol tự nhiên có thể chia ra làm ba nhóm chính:
-
nhóm hợp chất phenol C6 – C1 (axit galic)
-
nhóm hợp chất phenol C6 – C3 (axit cafeic)
-
nhóm hợp chất phenol C6 – C3 – C6 (catechin và flavonoid)
Khả năng phản ứng tạo màu mạnh hay yếu phụ thuộc vào cấu trúc của phenol
cũng như vào nguồn enzyme xúc tác phản ứng oxy hóa này.
Phản ứng tạo màu do enzyme thường có các giai đoạn sau:
OH
OH
O
O
OH
R
phenol
(thường không
màu)
hydroxyl hoá
oxy hoá
không xúc tác
bởi enzyme
bởi enzyme
bởi enzyme
R
octodiphenol
(thường không
màu)
Polyme
có màu
R
octoquinon
(thường có màu đỏ)
Các chất màu được tạo thành do phản ứng kiểu này thường có tên gọi chung là
melamin (hay tên khác là flobafen). Nói chung sản phẩm cuối cùng thường có màu nâu,
màu đen hoặc các gam màu trung gian như hồng, đỏ, nâu, xanh đen… Phản ứng tạo thành
các chất màu được bắt đầu từ quinon và không có enzyme tham gia.
Đầu tiên, quinon phản ứng với nước tạo thành trihydroxybenzen, tiếp đó, các
trihydroxybenzen lại phản ứng với các quinon khác để hình thành ra các hydroxyquinon
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 8
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------và cuối cùng chính các hydroxyquinon này lại là nơi để ngưng tụ oxy hoá (ở giai đoạn này
còn tiêu thụ oxy) dẫn đến tạo thành các polyme.
-
Các quinon cũng có thể tác dụng với nhóm –SH và NH 2 của protein, acid amin và
amin theo cơ chế sau:
OH
O
OH
SR
+
SR
RS
RSH
SR
RS
O
OH
quinon
OH
O
NR
HO
O
NH-R-OH
+ RNH2
O
HO
O
quinon
O
O
quinonimin
HO
Quinonimin là phức giữa quinon và acid amin thường có màu nâu đỏ. Khi tạo thành
phức này, acid amin kết hợp với cacbon ở vò trí para của một trong hai nhóm quinon. Nếu
cả hai vò trí para của các nhóm quinon đều bò thay thế thì acid amin sẽ không kết hợp vào
và phức quinon sẽ không được tạo thành. Nhiều thí nghiệm đã chứng tỏ màu đỏ được tạo
thành một cách mạnh mẽ chỉ khi hợp chất nitơ tham gia vào phức có chứa nhóm amin bậc
hai (prolin). Nếu hợp chất có chứa nhóm amin bậc một thì phức tạo thành có màu đỏ da
cam, ít đậm hơn.
-
Phức giữa quinon và polypeptit hoặc protein thì có màu nâu.
-
Phức quinon không những có tác dụng tạo màu mà còn có tác dụng oxy hóa lượng
acid amin thừa (không có enzyme tham gia), phân ly nó đến amoniac và α xetoacid hoặc aldehit tương ứng theo sơ đồ sau (Mecon 1955):
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 9
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------OH
OH
O
+ H2N-CH2-COOH
O
CH2COOH
N
O
+ enzyme PO
+ H2N-CH2COOH
NH
NH
CH2COOH
CH2COOH
- 2e- - 2H
+ HO
OH
OH
N
H
C
COOH
NH2
NH3
NH
NH
CHO-COOH
CH2COOH
CH2COOH
Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng: nồng độ cơ chất phenol, hàm lượng và
trạng thái của polyphenoloxydaza, nồng độ oxy, nồng độ quinon, pH…
2.
PHẢN ỨNG TẠO MÙI
Khi nghiên cứu các phản ứng tạo màu đã cho thấy các aldehit có thể được hình
thành nên bằng phản ứng Maillard, phản ứng polyphenolamin. Như vậy, hợp chất “nguyên
thủy” có thể tạo nên mùi là acid amin, đường và polyphenol. Trong những quá trình này,
acid amin có một vai trò quyết đònh có tính chất trực tiếp hết sức quan trọng.
2.1
Phản ứng Maillard là nguồn tạo ra aldehit
Trong quá trình gia nhiệt, các acid amin tương tác với đường và tạo thành các
aldehit và reducton theo sơ đồ phản ứng như sau:
Hexoza + pentoza + acid amin furfurol + oxymetylfurfurol + các aldehit + các
reducton…
Bản thân các furfurol và oxymetylfurfurol cũng là những aldehit vòng có mùi đặc
trưng.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 10
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Furfurol có mùi táo và do đường pentoza tạo thành. Oxymetylfurfurol có mùi dễ
chòu và được tạo thành từ đường hexoza.
Hai furfurol này có thể được tạo thành do tương tác của đường với acid amin qua
phức hợp trung gian 1 – amin – 1 – dezoxy – 2 – xetoza. Tuy nhiên chúng có thể được tạo
nên bằng con đường chuyển hóa các đường.
Ngoài furfurol và oxymetylfurfurol, các aldehit khác có thể được tạo thành do
tương tác của acid amin với furfurol hoặc với các reducton theo sơ đồ phản ứng sau:
R1
C
NH
+
H2O
R1CHO
O
C
O
+O2
C
H
o
OOH
o
furfurol
axit peroxyfurfurolic
R
O
NH2 +
C
R
C
O
NH
+
C
OOH
o
COOH
axit amin
+ NH3
CO2
aldehit
COOH
HC
+
o
COOH
axit amin
OH
+ H2O
axit furfurolic
Với reducton thì sơ đồ phản ứng tổng quát như sau:
R1
HC
NH2 +
COOH
axit amin
RCOCOR'
R1CH=O
reducton
aldehit
+
RCH-CO-R'
+
CO2
NH2
Từ sơ đồ phản ứng ta thấy các aldehit R 1CH = O được tân tạo ra có mạch cacbon
bé hơn acid amin ban đầu một cacbon. Các aldehit này do bản chất các acid amin ban đầu
quyết đònh. Như vậy có nghóa là hương thơm của các bán thành phẩm hay thành phẩm là
do các acid amin quyết đònh.
2.2
Phản ứng quinonamin là nguồn tân tạo ra các aldehit
Các aldehit còn được tân tạo nên do tương tác của acid amin với polyphenol khi có
sự xúc tác của enzyme polyphenoloxydaza hoặc trong điều kiện nhiệt độ cao. Sơ đồ phản
ứng:
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 11
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------OH
O
HO
O
H
OH
1/2 O2
O
HO
H
O
enzyme
H
H
OH
OH
OH
OH
+
R1CHCOOH
NH2
OH
O
HO
O
H
OH
1/2 O2
H
O
HO
O
H
H
OH NHCHCOOH
OH
R1
NH3
O
OH
H
N
H
H
O
+
NH2
+ H2 O
R 2CHCOOH
H
CHR2
NH2
OH NHCHCOOH
OH
R1
4
R1
1
+ H2O
OH NHCHCOOH
OH
OH
OH
OH
HO
OH NHCHCOOH
5
R1
CO2
O
OH
HO
R2
H
O
N
C
COOH
O
HO
N
H
H
3
R1
C
H
COOH
OH NHCHCOOH
OH NHCHCOOH
OH
R2
H
OH
2
R1
Từ đây chúng ta cũng thấy aldehit được tân tạo nên có mạch carbon bé hơn mạch
carbon của acid amin “nguyên thủy” một nguyên tử carbon. Như vậy, trong trường hợp
này acid amin cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo hương thơm mới của sản phẩm.
III. CÁC CHẤT BỔ SUNG CHO CÀ PHÊ RANG XAY
Ta có thể bổ sung vào quy trình sản xuất cà phê rang xay rất nhiều chất khác nhau,
chỉ cần đảm bảo yếu tố không độc và phù hợp tiêu chuẩn Việt Nam. Tuỳ theo công dụng
và mục đích, phụ gia có thể chia làm 2 nhóm chính như sau: nhóm các chất độn và nhóm
các chất phụ gia. Thứ tự, thời điểm bổ sung ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của cà phê
thành phẩm.
Việc phối trộn nguyên liệu trước khi rang thích hợp với những cơ sở rang xay thủ
công, thuận tiện cho họ trong việc rang và tẩm chỉ cần thực hiện một lần. Còn phối trộn
sau rang thì người sản xuất phải thực hiện rang đến 3 lần cho 3 loại cà phê mới cho ra 1
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 12
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------sản phẩm nhưng cũng có ưu điểm là sản phẩm rang đều và giúp cho người sản xuất chủ
động trong việc phối trộn tạo ra sản phẩm mong muốn.
Tẩm sau khi rang xong hiệu quả hơn sau khi rang vài ngày.
Về mặt lý học, hạt cà phê còn nóng các phụ gia sẽ dễ dàng thấm vào các hạt vốn
có sẵn cấu trúc xốp mao quản và có nhiều khe hở do hạt nở thể tích khi ngấm đều và sâu
vào bên trong hạt đồng thời tạo ra 1 lớp màng bao bọc hạt cà phê.
1.
Nhóm các chất độn (hay còn gọi là các chất thay thế)
Các chất này được pha trộn vào cà phê với mục đích chủ yếu là hạ giá thành sản
phẩm, đồng thời cải thiện màu sắc, trạng thái, mùi vò của nước pha cho phù hợp sở thích
của người tiêu dùng. Các chất độn thường hay sử dụng:
•
Bắp hạt: là loại chất độn được dùng phổ biến do giá thành rất rẻ.
Cách sử dụng: bắp được rang đến độ cháy nhất đònh và được pha trộn chung với
hạt cà phê rang trước khi xay.
Tác dụng: nâng cao mùi vò, tạo màu đen rất đậm, tạo độ sánh, tạo bọt và giúp cà
phê bột không bò bít phin khi pha chế.
Cơ chế phản ứng: tham gia phản ứng caramel, maillard…
Lượng sử dụng: Tuỳ thuộc vào loại sản phẩm, giá cả cà phê và đối tượng tiêu dùng
mà tỉ lệ bắp rang trong cà phê bột có nơi có thể từ 5 – 20%, có khi lên đến 50%.
•
Đậu nành:
Cách sử dụng: được rang và phối trộn chung với cà phê rang trước khi xay.
Tác dụng: hỗ trợ thêm màu sắc, độ sánh, khả năng tạo bọt cho nước cà phê, tạo
thêm vò béo thơm hòa hợp với mùi vò cà phê, giảm độ đắng chát của cà phê (nhất là
khi tỉ lệ Robusta trong sản phẩm cao).
Cơ chế phản ứng: tham gia phản ứng Maillard... Đậu nành có protein solanin nên
tạo bọt, có lecithine, chất béo nên có khả năng tạo nhũ làm tăng độ sánh cho cà phê.
Ngoài ra mùi vò thơm, béo của đậu nành làm tăng vò cà phê.
Ngoài đậu nành thì có các loại đậu như: đậu xanh, đậu phộng, đậu đen, đậu đỏ…
cũng được dùng tuỳ theo khẩu vò và giá cả của chúng. Các loại đậu này cũng được dùng ở
dạng bột thật nhuyễn, cho vào nước sau khi pha chế.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 13
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------•
Các loại hạt: một số loại hạt như hạt cacao, hạt điều, hạt dẻ… được rang và trộn
vào cà phê khi xay để tạo thêm mùi vò riêng. Các loại này thường ít được sử dụng do giá
thành tương đối cao, khi trộn vào cà phê khó bảo quản. Loại này thường được dùng ở
dạng bột cho vào nước pha hơn và chỉ sử dụng theo gu của mỗi người.
•
Các chất độn khác: ngoài các loại trên người ta còn sử dụng các loại bột ngũ
cốc. các nước Châu Âu (Pháp, Đức, Bỉ, Hà Lan, Th Só…), Mó thì chất độn phổ biến là
rễ rau diếp xoăn và một số loại đậu, trái vả, quả sồi, hạt chà là, bồ công anh… Rau diếp
xoăn được thu hoạch dạng rễ tươi, phơi khô, cắt khúc, rang, trộn và xay chung với cà phê
hạt rang. Rễ rau diếp xoăn có tác dụng như bắp rang của ta, không chứa chất caffein nào
và trong quá trình rang không sinh ra mùi thơm gì cho cà phê nhưng khi pha trong nước sôi
nó cho hàm lượng chất hoà tan khá cao (40%) tạo màu rất đậm và sánh. Giá của nó khá
rẻ, chỉ khoảng 1/5 giá cà phê.
Liên Xô (cũ) còn cho thêm quả nho khô (raisin), hạt cải đắng… vào cà phê để
tăng thêm hương vò.
2.
Nhóm các chất phụ gia
Ngoài việc pha trộn các loại cà phê với nhau theo tỉ lệ thích hợp và sử dụng các
nguyên liệu phụ thì các nhà rang cà phê luôn sử dụng các chất phụ gia trong quá trình
rang tẩm để giúp quá trình chế biến cũng như chất lượng cà phê được nâng cao.
Các phụ gia sử dụng phụ thuộc nhiều yếu tố: chất lượng nguyên liệu, tỉ lệ phối trộn
các loại cà phê và các chất độn sử dụng, khẩu vò của người tiêu dùng, yêu cầu của sản
phẩm, cấp sản phẩm, mục đích sử dụng cà phê (cà phê bán cho giới bình dân, để tiêu
dùng trong gia đình, để uống cà phê đen, cà phê sữa hay mục đích khác…)
Các nhà rang tẩm cà phê thường sử dụng các loại phụ gia sau đây:
•
Rượu: là loại phụ gia không thể thiếu.
Các loại rượu thường dùng: rượu trắng, các loại rượu Rhum từ loại thường đến loại
hảo hạng tuỳ thuộc loại sản phẩm. Đối với các sản phẩm cà phê loại thượng hạng các
nhà chế biến sử dụng loại rượu Rhum Pháp chất lượng cao để tạo hương vò đặc biệt.
Cách sử dụng: tẩm vào cà phê sau khi rang.
Tác dụng: làm nguội nhanh cà phê, khử đi một số tạp chất mùi và tạo hương vò hài
hòa cho cà phê.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 14
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Cơ chế phản ứng: tham gia phản ứng quinonamin… Các cấu tử hương có trong rượu
và tạo thành do các phản ứng tương tác với nhau tạo nên hương vò cho cà phê. Rượu
cũng phản ứng với lượng acid có trong cà phê rang xay tạo thành este.
•
Muối ăn: sử dụng để tạo vò đậm đà, hài hòa cho nước cà phê, ngoài ra còn tạo
ra lớp bao bên ngoài cà phê trong quá trình rang tẩm. Loại muối sử dụng cần sạch, không
có tạp chất và mùi lạ, cho vào cà phê rang khi còn nóng. Một số người khi pha chế cũng
sử dụng thêm muối để tạo khẩu vò ưa thích.
•
Bơ, magarin, dầu mỡ: bơ được cho vào khi rang với rất nhiều công dụng. Bơ
tạo mùi vò đặc biệt cho cà phê và tạo bề mặt cảm quan cho hạt cà phê trở nên bóng đẹp.
Đồng thời lượng bơ cho vào tạo một lớp màng mỏng bao bọc quanh hạt cà phê, phủ lấp
những khe hở trên bề mặt hạt (hình thành do sự giãn nở thể tích của hạt khi rang), lớp
màng bao này có tác dụng bảo vệ ngăn không cho các chất thơm dễ bay hơi trong bản
thân hạt cà phê thoát ra ngoài cũng như ngăn chặn sự hút ẩm và hấp thụ các mùi lạ, khắc
phục nhược điểm lớn này của cà phê.
Trên thò trường hiện nay có rất nhiều loại bơ với đủ mọi chủng loại của nhiều hãng
sản xuất khác nhau: từ các loại bơ thường bán theo kí như bơ Tường An đến các loại bơ
thùng của c, Na Uy, Pháp, Đức… đến các loại bơ cao cấp như Fretel (Pháp). Tuỳ theo sản
phẩm mà các nhà chế biến sẽ lựa chọn loại bơ thích hợp. Trong dân gian một số nhà rang
xay nhỏ hoặc trong các hộ gia đình sử dụng mỡ động vật hay mỡ gà tạo hương vò đặc biệt.
•
Chất tạo hương (Essence of coffee/ Coffee Aroma): trong quá trình chế biến,
rang xay cà phê rất dễ bò mất mùi nên các nhà rang xay luôn phải dùng thêm các chất
hương hỗ trợ. Các chất hương này được biết ở dạng lỏng, màu nâu như màu cà phê, rất
sánh mà thò trường gọi là tinh cà phê. Tinh cà phê được sử dụng để tăng thêm mùi cà phê
cho sản phẩm, đặc biệt là khi pha chế tạo mùi mạnh hấp dẫn người dùng.
Trên thò trường hiện nay có rất nhiều chủng loại của các hãng sản xuất hương của
nước ngoài xuất khẩu mà người bán gọi là: tinh cà phê Pháp, tinh cà phê Đông Đức, tinh
cà phê Tây Đức, tinh cà phê Moka (Singapore)… Liều lượng sử dụng khoảng 0.1 – 0.5%,
dùng để tẩm vào cà phê hạt sau khi rang hoặc dùng khi pha chế.
Một số cơ sở còn dùng bột vanille để tạo thêm mùi thơm cho cà phê. Loại này
thường được trộn vào cà phê rang trước khi xay.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 15
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------•
Bột sữa béo (milk flavour/ milk emulsion): có tên trên thò trường là sữa đục, là
loại sữa béo dùng trong sản xuất bánh kẹo xuất khẩu. Một số nhà rang tẩm cũng sử dụng
để tăng vò béo và nước pha sánh, hấp dẫn hơn. Liều lượng sử dụng khoảng 0.1 – 0.3%,
được cho vào khi tẩm cà phê.
•
Đường: hiện nay các nhà rang cà phê sử dụng loại đường cát hoặc dạng đường
đã được caramel hóa ở dạng lỏng. Đường sử dụng nhằm mục đích điều vò và tạo màu cho
cà phê, nhất là khi sản xuất loại cà phê cánh gián. Nếu sử dụng nhiều caramel sẽ tạo màu
đậm và độ sánh cho nước cà phê. Đừơng hòa tan với nước hoặc caramel được tưới trực
tiếp vào hạt cà phê đang nóng sẽ tạo màng bao bên ngoài có tác dụng bảo quản tránh cho
các chất dầu, các chất hương của cà phê bay hơi.
Trong quá trình rang công nghiệp, người ta thêm vào một lượng nhỏ mật đường
(sugar molasses) hoặc các sản phẩm khác nhau để tạo một lớp vỏ cho hạt cà phê. Lớp vỏ
này được chấp nhận để làm cho hạt cà phê có màu đẹp hơn, bóng hơn, ngăn ngừa sự bay
mùi và cũng để tăng khối lượng. Lớp vỏ này đồng thời cũng che dấu các hạt đã bò hư hoặc
kém chất lượng.
•
Cao atiso: có tác dụng như caramel
•
Một số chất tạo vò khác: bột ngọt, bột la hán quả… sử dụng khi tẩm hoặc pha
chế, tuỳ theo vùng.
•
Một số phụ gia khác: theo bí quyết của một số nhà rang tẩm thì khi rang tẩm cà
phê họ còn sử dụng một số phụ gia sau:
-
Nước mắm: phải là loại nước mắm có độ đạm cao, hàm lượng đạm và các
acid amin trong nước mắm tạo cho cà phê hương vò đặc biệt, ngoài ra còn giữ cho cà phê
một mùi thơm dai và bền ngay cả khi nước pha nguội.
-
Hạt cau, rễ cau khô, hạt cam, hạt bưởi: được dùng để tạo cảm giác và tăng
vò chát se lưỡi. Khi dùng sẽ trung hòa vò đắng của TGA nhưng các loại này ít được sử dụng
vì không phổ biến.
-
Trứng gà: thường dùng lòng đỏ trứng để tưới vào cà phê lúc nhiệt độ cà phê
còn đang rất nóng…
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 16
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Như vậy các nhà chế biến có thể sử dụng đủ các loại phụ liệu, phụ gia để nâng cao
chất lượng cà phê về mặt cảm quan cũng như về thể chất của nước pha. Nhưng việc sử
dụng còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố, cần phải được xem xét, đánh giá kó càng trước khi
sử dụng.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 17
Seminar: Phụ gia trong sản xuất cà phê rang xay
GVHD: Lại Quốc Đạt
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Bùi Thế Đạt, Vũ Khắc Nhượng, “Kó thuật gieo trồng và chế biến cà phê ”, NXB
Nông nghiệp Hà Nội, 1995.
[2]. Hoàng Minh Trangï, “Kó thuật chế biến cà phê”, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 1993.
[3]. Lê Bạch Tuyết, “Các Quá Trình Công Nghệ Cơ Bản Trong Sản Xuất Thực Phẩm ”,
NXB Giáo Dục, 1996.
[4]. Lê Ngọc Tú, “Hoá sinh công nghiệp”, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, 2002.
[5]. Phan Quốc Sủng, “Kó thuật trồng, chăm sóc, chế biến cà phê ”, NXB Nông nghiệp
TP.HCM, 1995.
[6]. Quy đònh danh mục các chất phụ gia được phép sử dụng trong thực phẩm, Bộ Y Tế,
Hà Nội, 2001.
[7]. A. Larry Branen, P. Michael Davidson, Seppo Salminen, “Food additives”
[8]. R. J. Clarke, R. Macrae, “Coffee”, vol 1, 2, Elsevier science publishers LTD, 1989.
[9]. “Espresso coffee”
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Trang 18
